EA 015494B1 20110830 Номер и дата охранного документа EA200800232 20071222 Регистрационный номер и дата заявки EAB1 Код вида документа EAb21104 Номер бюллетеня [JPG] EAB1\00000015\494BS000#(70:110) Основной чертеж [RU] ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ ЗОЛОТНИКАМИ Название документа [8] F01L 7/02 Индексы МПК [BY] Кощеев Анатолий Алексеевич Сведения об авторах [BY] КОЩЕЕВ АНАТОЛИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ (BY) Сведения о патентообладателях [BY] КОЩЕЕВ АНАТОЛИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ (BY) Сведения о заявителях RU 2235211 C1 GB 512052 A GB 180313 A FR 1573321 A SU 956822 A Цитируемые документы
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000015494b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

В изобретении для газораспределения в двигателе внутреннего сгорания предлагается использовать принцип цилиндрического золотника, выполненного в виде общего вала, вращающегося в цилиндрической полости и имеющего отдельные каналы для каждого цилиндра. Ось вращения вала параллельна оси вращения коленчатого вала, а сам распределительный вал имеет для каждого цилиндра выемку в форме сегмента, либо сектора, либо другой формы. Общий вид механизма для одного цилиндра в упрощенном виде изображен на фиг. 1. Угловая скорость вращения распределительного вала вдвое меньше скорости вращения коленчатого вала. Во время работы ДВС в нужный момент выемка клапана соединяет отверстие, имеющееся в цилиндре, с отверстием впускного либо выхлопного коллектора, обеспечивая всасывание воздуха и выхлоп отработанных газов. Для уменьшения трения распределительного вала о поверхность полости предусматривается установка подшипников скольжения. Для предотвращения разгерметизации цилиндров предусматривается установка уплотнительных колец и подпружиненных уплотнительных пластин 9. Охлаждение золотникового вала предусматривается посредством протекания охлаждающей жидкости внутри вала.


Формула

[0001] Газораспределительный механизм четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с цилиндрическими золотниками, выполненными в виде общего вала, отличающийся тем, что в каждом золотнике предусмотрен один общий паз, а в каждом цилиндре - одно общее отверстие для впуска и выхлопа газов.

[0002] Газораспределительный механизм по п.1, отличающийся наличием продольного канала по оси золотникового вала для протекания охлаждающей жидкости, подаваемой от системы охлаждения двигателя.

[0003] Газораспределительный механизм по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на золотниковом валу установлены подшипники скольжения и имеются специальные каналы в головке блока цилиндров и в золотниковом валу для подачи смазки к подшипникам от масляного насоса двигателя и отвода смазки в картер двигателя.


Полный текст патента

Газораспределительный механизм является неотъемлемой частью поршневого четырехтактного двигателя внутреннего сгорания (в дальнейшем - ДВС), который применяется в транспорте и в других областях техники, где используется преобразование тепловой энергии в механическую.

А) Наиболее распространенным в современных ДВС является газораспределительный механизм, выполненный в виде клапанов и кулачкового распределительного вала. При этом распределительный вал, сочлененный с коленчатым валом двигателя, посредством кулачков приводит в возвратно поступательное движение тарельчатые клапаны, которые, открывая и закрывая впускные и выпускные отверстия, обеспечивают фазы газораспределения четырехтактного ДВС.

Б) В качестве альтернативы описанной конструкции американский изобретатель Robert О. Wilke разработал узел поворотного золотника для ДВС (US 97935344, 22.09.1997; US 95576927, 22.12.1995). Суть изобретения состоит в том, что ДВС содержит первый поворотный золотник открытия впускного канала для воздуха, вводимого в камеру сгорания, и второй поворотный золотник для выпуска отработанных газов из камеры сгорания ("Изобретения стран мира", вып. 64, № 5/2000, с. 33). Применение двух поворотных золотников на цилиндр делает конструкцию сложной, громоздкой и влечет увеличение веса на единицу мощности.

В) Donald Ballard (US 97935231, 22.09.1997) предложил двигатель внутреннего сгорания с вращающимися клапанами. ДВС содержит вращающий клапан, вставленный в цилиндрическое отверстие, сформированное в головке цилиндра. Клапан обеспечивает подачу рабочей жидкости и отвод продуктов сгорания через впускное и выпускное отверстия, совмещаемые с отверстиями, сообщающимися с камерой сгорания ("Изобретения стран мира", вып. 64, № 3/2000, с. 41). Существенным недостатком данной конструкции является то, что для размещения в клапане двух отверстий необходимого размера требуемый диаметр клапана значительно превышает диаметр рабочего цилиндра, что делает конструкцию еще более громоздкой и малоэффективной, чем в предыдущем случае.

Сущность представляемого изобретения состоит в том, что для газораспределения в двигателе внутреннего сгорания предлагается использовать принцип цилиндрического золотника, выполненного в виде общего вала, вращающегося в цилиндрической полости и имеющего отдельные каналы для каждого цилиндра. Ось вращения вала параллельна оси вращения коленчатого вала, а сам распределительный вал имеет для каждого цилиндра выемку в форме сегмента, либо сектора, либо другой формы. Общий вид механизма для одного цилиндра в разрезе изображен на фиг. 1. На диаграмме (фиг. 3) изображены взаимное расположение поршня и распределительного вала и направление газовых потоков в различных фазах газораспределения во время работы ДВС. Угловая скорость вращения распределительного вала вдвое меньше скорости вращения коленчатого вала. Во время работы ДВС в нужный момент выемка клапана соединяет отверстие, имеющееся в цилиндре, с отверстием впускного либо выхлопного коллектора, обеспечивая всасывание воздуха и выхлоп отработанных газов (фиг. 3). При этом важно взаимное расположение выемки клапана и отверстий цилиндра, впускного и выхлопного коллекторов. В сечении, перпендикулярном оси вращения валов, выемка должна составлять 135 ° по окружности клапана, а указанные отверстия - по 45 ° по окружности полости, расстояния между отверстиями соответственно 45, 45 и 135 ° (см. фиг. 1). Так как по окончании фазы всасывания в выемке клапана остается некоторое количество всасываемого воздуха, который впоследствии смешивается с выхлопными газами, данный принцип более всего подходит для двигателей с прямым впрыском топлива. На чертежах изображен пример использования представляемого принципа в дизельных ДВС.

Для уменьшения трения распределительного вала о поверхность полости предусматривается установка подшипников скольжения. Подача смазки к трущимся поверхностям производится от масляного насоса по каналам, имеющимся в валу.

Для предотвращения разгерметизации цилиндров предусматривается установка уплотнительных колец 2 (фиг. 2) и подпружиненных уплотнительных пластин 9 (фиг. 1). Однако, обеспечив охлаждение золотникового вала в достаточной степени и выполнив притирку вала, можно избежать необходимости в установке уплотнительных пластин.

Охлаждение золотникового вала предусматривается посредством протекания охлаждающей жидкости внутри вала. Для этого вдоль оси вала предусмотрено сквозное отверстие, которое соединяется с подводящим и отводящим патрубками через специальные уплотнения, конструкция которых аналогична конструкции уплотнения водяного насоса. Поместив внутри вала спираль, можно обеспечить циркуляцию хладагента по независимому контуру без дополнительного насоса.

По сравнению с распространенными клапанными ГРМ изобретение имеет ряд существенных преимуществ.

1. Благодаря использованию одного общего отверстия в цилиндре для всасывания и выхлопа появляется возможность увеличения площади сечения отверстия. Вместе с уменьшением завихрений газов это дает возможность обеспечить высокую наполняемость цилиндров воздухом при всасывании и свободный проход газов при выхлопе на любых повышенных скоростных режимах.

2. Значительно уменьшается крутящий момент, необходимый для вращения распределительного вала, что повышает надежность, увеличивает КПД двигателя и продляет срок службы деталей привода вала.

3. Благодаря отсутствию возвратно-поступательного движения клапанов снижаются вибрация и шум при работе двигателя.

4. Конструкция упрощается, может быть применена на серийно выпускаемых ДВС. При этом уменьшается количество деталей, снижается стоимость, повышается надежность.